Metabolismi energetici muscolari

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La contrazione muscolare, avviene grazie all’energia liberata da una molecola chiamata Adenosina Trifosfato (meglio nota come ATP), la quale rilascia energia dalla rottura di un legame fosfoanidridico trasformandosi in Adenosina Difosfato (meglio nota come ADP).

La cellula muscolare contiene un limitata quantità di ATP preformato, necessarie per garantire contrazioni per una durata davvero limitata, circa 1 secondo. Quantità che risulta insufficiente per la normale vita umana, figuriamoci per l’attività sportiva!

Per sopperirei a questa scarsa quantità di ATP preformata, il nostro organismo ha a disposizione tre meccanismi energetici che, attraverso una serie di reazioni, “ricaricano” la molecola di ADP di un fosfato riportandola quindi allo stato di ATP. Questi tre metabolismi differiscono tra di loro per diversi fattori:

  • Potenza: massima di energia prodotta nell’unità di tempo;
  • Capacità: quantità totale di energia prodotta dal metabolismo;
  • Latenza: tempo necessario per raggiungere la massima potenza;
  • Ristoro: tempo necessario per ripristinare i substrati necessari alla produzione di energia;
  • Substrato utilizzato: scopriremo che i metabolismi utilizzano benzine diverse per la produzione di energia;
  • Ossigeno: scopriremo che non tutti i metabolismi utilizzano ossigeno nelle reazioni;
  • Tipologia di fibra muscolare coinvolta;

Partiamo ora ad analizzare i tre meccanismi partendo dal più potente per arrivare al meno potente.

METABOLISMO ANAEROBICO ALATTACIDO

PotenzaCapacitàLatenzaRistoro
ElevataBassaMinimaRapido

Come vediamo dalla tabella si tratta del metabolismo più potente, con una risposta più rapida ed è anche il più veloce a ricaricarsi ed essere pronto a tornare in funzione. Tutte queste belle qualità sono però disponibili per una limitata quantità di tempo circa 10 secondi, ragione per cui la sua capacità risulta bassa.

Il nome stesso del metabolismo ci fa capire come le reazione presenti in questo processo avvengano senza l’uso di ossigeno e senza produzione di acido lattico (vedremo poi in altri articoli cos’è l’acido l’attico). Sono infatti l’ADP e la CP (Creatina fosfato) gli attori principale di questo metabolismo in cui CP cede il suo fosfato che andrà a legarsi all’ADP riportandolo allo stato di ATP. con la creatina C che rimarrà quindi libera nel citosol pronta a legarsi ad un fosfato (P) durante il ristoro.

La reazione viene schematicamente riassunta nella formula ADP + CP = ATP + C

Riassumendo

Meccanismo potente molto importante in attività di forza e velocità come possono essere i 100m piani dell’atletica leggera, allenabile con lavori massimali o sub-massimali di breve durata (sotto i 10 secondi) e recuperi relativamente brevi vista il rapidità del ristoro e la no produzione di acido lattico.

METABOLISMO ANAEROBICO LATTACIDO

PotenzaCapacitàLatenzaRistoro
Medio-altaBassaBreveVariabile

Come vediamo dalla tabella si tratta del metabolismo con potenza media, potenza che è comunque in grado di garantirci una grande quantità di energia. La capacità di questo metabolismo aumenta rispetto al precedente, aumenta anche il tempo di ristoro ed entrambi i parametri sono notevolmente influenzati dallo stato d’allenamento del soggetto e dall’intensità dell’esercizio. La latenza dipende principalmente dall’intensità dell’esercizio e può variare dai 15 ai 30 secondi.

Il nome del metabolismo ci fa capire come le reazione presenti in questo processo avvengano senza l’uso di ossigeno e con produzione di acido lattico (AL) (Acido lattico spesso additato come la causa di tutti i mali…Non è proprio così, lo vedremo in un prossimo articolo) utilizzando come unico substrato il Glucosio (G), prelevato dalle scorte di Glicogeno, una sorta di serbatoio di glucosio presente a livello muscolare ed epatico. Sono quindi Glucosio, ADP e Fosfato (P) gli attori principali di questo meccanismo, che attraverso una serie di 10 reazioni chiamata GLICOLISI, forniscono ATP alla cellula muscolare per produrre energia.

La reazione viene schematicamente riassunta nella formula ADP + P + G = ATP + AL

Riassumendo

Meccanismo potente molto importante in attività di forza e velocità prolungata come possono essere i 400m piani dell’atletica leggera o i 100m stile libero nel nuoto, allenabile con lavori massimali o sub-massimali di durata tra i 20-40″ e recuperi dipendenti dall’intesità e dalla durata dell’esercizio oltre che dall’obiettivo, se vogliamo accumulare molto lattato nel volume totale (capacità) di lavoro i recuperi saranno incompleti mentre se vogliamo accumulare molto lattato nella singola ripetuta (potenza) saranno completi.

METABOLISMO AEROBICO

PotenzaCapacitàLatenzaRistoro
Medio-bassaElevataElevataLento

Come vediamo dalla tabella si tratta del metabolismo con la potenza più bassa tra i tre. Potenza comunque variabile in un range piuttosto ampio che va da valori vicini a quelli del metabolismo Anaerobico Lattacido a valori decisamente inferiori per intensità inferiori. Il meccanismo aerobico è quello con la capacità maggiore, cona una variabile anche qui importante e inversamente proporzionale all’intensità dell’esercizio, per intensità blande la capacità è teoricamente infinita con l’aggiusto apporto di nutrienti. La latenza dipende principalmente dal grado d’allenamento del soggetto, in individui ben allenati è di circa 3 minuti con 4-5 minuti di soggetti non allenati. Il ristoro delle riserve energetiche è il più di tutti e a seconda del grado di deplezione delle stesse il loro ripristino può richiedere anche 48 ore.

Il nome del metabolismo ci fa capire come questo sia l’unico in cui viene utilizzato l’ossigeno, oltre a non produrre Acido Lattico. A differenza dei metabolismi visti in precedenza, il metabolismo aerobico utilizza principalmente due substrati il Glucosio (G) e i Lipidi (L) in una miscela variabile a seconda della potenza richiesta. Se la richiesta di potenza è elevata la miscela sarà composta da un percentuale maggiore di Glucosio, viceversa la miscela si sposterà verso i Lipidi. Altri substrati vengono utilizzati come ad esempio il Lattato dopo varie trasformazioni, proteine e corpi chetonici. I processi ossidativi per la produzione di ATP avvengono all’interno dei mitocondri della cellula muscolare, mentre nei gli altri meccanismi avvengono nel citosol della cellula muscolare.

Riassumendo

Meccanismo fondamentale per gli sport di resistenza come ciclismo o le gare di fondo dell’atletica leggera, nuoto di fondo ecc., importante anche per velocizzare i recuperi dopo prestazioni anaerobiche. 

AZIONE DEI METABOLISMI

Capita spesso, a chi approccia per la prima volta la metodologia d’allenamento d’intendere l’azione dei metabolismi come dei blocchi stagni ad esempio fino a 10 secondi è solo Alattacido, fino ai 40 secondi è solo Lattacido e oltre solo Aerobico. SAPPIATE CHE NON E’ COSI’!

I tre metabolismi lavorano sempre tutti e tre insieme con percentuali variabili in base all’intensità e alla durata dell’esercizio, vi riporto due esempi:

  • 100m piani atletica leggera: 90% Alattacido 8% Lattacido 2% Aerobico;
  • 400m piani atletica leggera: 10% alattacido 80% Lattacido 10% Aerobico;
  • 10000m piani atletica leggera: 1% Alattacido 15% Lattacido 84% Aerobico;

I tre metabolismi sono fondamentali in tutte le discipline. Ad esempio pensare che un ciclista debba lavorare solo sull’aerobico è un ragionamento a compartimento stagno e un grosso errore! Un ciclista deve infatti rispondere a scatti, eseguire sprint per i traguardi volanti e in molte occasione eseguire un sprint massimale per tagliare il traguardo prima degli avversari! Tutte attività con una richiesta di potenza che il solo sistema aerobico non è in grado di fornire.

Bene, se ora siete in grado di comprendere come funziona la produzione di energia a livello muscolare e non ragionate a compartimenti stagni avete compreso l’articolo! Ora è il momento di osservare capire e scoprire cosa succede quando proponiamo un allenamento.

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